CN1578071A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，它有一叠片组，该叠片组具有至少一个竖绕的并用导磁性材料做成的条带(1)，并且该条带有一径向靠内的界线(2)和一径向靠外的界线(3)。人们希望由竖绕条带制成叠片组能够投入实际应用中。为此规定，条带(1)在展开状态下具有三角形空隙(7)，这些空隙从径向靠内的界线(2)开始并且它们的从界线(2)起的侧壁(8，9)如此相对倾斜，即它们在条带(1)的卷绕状态下贴靠在一起。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机，它有一个叠片组，该叠片组具有至少一个竖绕的并用导磁性材料制成的条带，该条带有一径向靠内的界线和一径向靠外的界线。

背景技术

叠片组可以指的是电机定子。但也可以把叠片组构造成电机转子。当然，还可以将叠片组既构造成电机定子，又构造成电机转子。

本发明提出的课题是首先以电机定子为例来进行说明。通常，这样制造电机的定子叠片组，即冲压出许多个其形状对应与定子横断面形状的定子片。在这里，不仅制造出定子槽，而且省下了一个相当大的材料区，该材料区域随后构成定子孔。定子内径越大，则上述下脚料越多。人们可以部分地将此时产生的叠片坯料用来制作转子。但在转矩电动机或环式电动机中，整个的内冲落料都是多余的下脚料。此外，在冲制叠片毛坯时，还需要相当大的冲压工具和冲压加工用压力机，这类压力机能产生所需的强大冲压力。当电机应有较大直径时，上述情况就会使电机制造变得特别费事。于是，各叠片毛坯在电机轴向上相互叠置。按预定间距并依照一定角度，这些叠片毛坯彼此错开，以避免“香蕉构形”，即避免叠片组弯曲，这种弯曲可能是由于在叠片毛坯横断面上的不同材料厚度造成的。

因此，在AT-PS 138627中提出了：该叠片组由一叠片条带卷绕而成，该条带是竖绕的。就是说，该条带具有一个径向靠内的界线和一个径向靠外的界线，其中，径向靠外的界线在卷绕状态中形成叠片组的外周，而径向靠内的界线则包围出一个圆柱形空心。径向靠内的界线按不同方式贴靠在一个支承心轴上。在使用叠片条带的情况下，在卷绕之前要在叠片条带上冲压出槽来。这些槽都径向朝内敞开，以便随后能放入绕组。径向靠内的界仿照这些槽的轮廓。

但是，事实证明这种制造也是不适用的。至少它在实践中只能被用在那种很小型的电机中，即被用在其中的弯曲高度相当于磁轭高度的电机里。

发明内容

本发明的任务是要将由竖绕条带制成叠片组的制造实际应用于中型工业电动机的制造中。

在上述类型的电机中，如此完成该任务，即条带在展开状态下具有三角形空隙，这些空隙从该径向靠内的界线开始并且它们的从该界线开始的侧壁如此相对倾斜，即这些侧壁在该条带竖绕的状态下贴在一起。

这样，在卷绕时必须变形的条带区被缩小了。在卷绕时，该条带区的径向靠外的部分被拉长，这并不重要。而该条带区的径向靠内的部分被压缩，这就或许导致条带局部增厚或出现波纹。因此，这种现象防碍了条带各圈按照所需紧密性贴在一起。结果，电机的磁性能变差。如果设定一个从径向靠内的界线起的空隙，则会留下一个径向靠外的部分，这个部分在条带竖绕基本被展开。无论如何，在卷绕时必须变形的条带材料部分必须保持得很小。由于侧壁在卷绕状态中彼此贴在一起，所以，磁性能因空隙受损的程度是可容忍的，因为磁性能变差可通过其它措施来弥补。尽管在侧壁贴合时仍会产生一个气隙，但该气隙是比较微小的。现在，人们可以将本来就在定子和转子之间的气隙缩小这样的程度，即这种缩小又补偿了在两个侧壁之间所形成的气隙的总和。原则上，在定子和转子之间的气隙必须被缩小零点几毫米就足够了。电机的极偶数越大，则两个侧壁之间的气隙的影响就越小。如此制成的叠片组特别适用于转矩电动机，确切地说，这全是因为传统的定子制造缺点特别严重。侧壁能够制作得越精准，则极偶数就越小。不会出现叠片组的磁性能变差现象，即便当磁流必须通过在侧壁之间的多个微小气隙被导走时。通过条带的特定形状，确切地说是通过条带上的空隙的特定形状，便可获得许多优点。几乎可以由条带生产出任何电动机的定子及转子。由于在同一时间只能冲压出一个槽和一个空隙，而不能冲出一个定子的整个金属片，所以冲压只需要小得多的冲压力。这种冲压力在几吨的范围内。叠片下脚料相当小。不再需要用于补偿叠片带厚度差的叠片毛坯的错位层叠，这是因为条带的厚边和薄边，即在轧制过程中也就是在条带制造过程中产生的边缘总是处于同一位置上。叠片组的分层被集成在制造过程中。省掉了事后层叠冲压叠片的步骤。叠片组的连接可以直接在完成精绕完成螺旋线形输送的条带之后完成，例如通过在外周面上的一个或多个螺栓或焊缝。

在条带的卷绕状态中，侧壁最好处在叠片组的径向线上。这有很多优点的。一方面，空隙可以对称布置，从而能简化制造。另一方面，由此实现了在侧壁之间形成的微小气隙能处于垂直于切线方向地定位。这使得磁损很小。

如果这些空隙分别从一个槽底开始，则这也是有利的。由此可简单地使条带的可变形部分很小。

空隙最好在其尖端上有一个扩宽部。设置扩宽部主要出于制造技术的考虑。它简化了用于制造空隙的冲压工具的构造并且能容纳螺钉或螺栓，卷绕的叠片组随后能用螺钉和螺栓轴向固定起来。在竖绕时出现的弯曲过程被简化了。不引导磁流的扩宽部可通过略微提高磁轭来补偿。剩下的必须在竖绕时变形的材料条分别根据定子直径和槽的数目，就是说根据变形程度，被定在几毫米厚的范围内。

叠片组最好在空隙区域内在其外周面上具有一些凹点。在冲压条带时就能形成这些凹点。这些凹点可防止在竖绕时产生的变形对叠片组外周面产生负面作用。因此，不会产生沿径向突出到上述外周面之外的凸起点。

一个优选的实施形式规定了，叠片组被构造转子形式，并且从条带的径向靠外的界线起，多个接片径向朝外地伸出，这些接片在其径向靠外的端部上用连接片连接起来。于是，连接片与接片一起形成一个腔，永磁体可被推入该腔中，以便形成一个永磁体激励型电动机的转子。连接片固定着永磁体，从而使该转子也能以较高转速运转，而不会发生永磁体因离心力之故而脱离转子的危险。

连接片在伸展状态下最好具有径向拱起的形状。于是，这种径向拱起在条带卷绕时被展开。就是说，通过径向拱起，能够获得材料储备，这种材料储备在由条带、接片和连接片形成的组件有较大的径向伸展时允许发生变形，这种变形允许卷绕。

在这种情况下，最好该径向拱起是沿径向朝内的拱起。这节约了材料。用于制造由条带、接片和连接片构成的组件的材料只需在径向上这么宽，即该宽度随后等于径向延伸长度。被接片和连接片环绕出的区域本来就必须被除去。当拱起朝内时，则在此只要去除较少材料。

附图说明

以下，参照一些优选的实施例并结合附图来详细说明本发明。附图表示：

图1表示用于制造定子叠片组的且处于展开状态的条带；

图2表示处于卷绕状态的图1所示条带，；

图3表示处于展开状态的用于制造转子叠片组的条带。

具体实施方式

图1表示条带1，它由导磁性材料制成，特别是由用于制造定子叠片组的金属片制成。定子叠片组在次例如具有如AT-PS 138627所述的结构，即条带1竖绕，因而，在图1中靠下的界面形成一个径向靠内的界线2，在图1中靠上的界面形成一个径向靠外的界线3。

条带1以本身已知的方式具有槽4，这些槽可通过单槽冲压法制成，即，当条带1通过一个未详细示出的冲压机时，这些槽4是逐个依次制成的。这些槽4具有界面5，这些界面也是径向靠内的界线2的组成部分。

一些空隙7从径向靠内的界线2且确切地说是形成槽底的一个界线2区6开始，该空隙成三角形。这些空隙7具有侧壁8、9，这些侧壁相对倾斜。构成空隙7的三角形的底边朝槽4敞开。在三角形尖上设有一个扩宽部10，在本实施例中，该扩宽部近似成圆形。扩宽部10使得利用冲压工具来制造空隙7变容易了。这种冲压工具实际上没有那些因为很薄而特别容易受损的区域。

在径向靠外的界线3上设有一些凹点11，这些凹点11沿切线方向如此定位，即它们基本上与空隙7的位置一致。

槽4和由此延伸出来的空隙7可以在一个共同的冲压过程中产生，但也可以分头加工出槽4和空隙7。

图2表示卷绕后的条带1。与图1所示相同的部分用相同的参考标记表示。

当条带1竖绕时，径向靠内的界线2会缩短并且径向靠外的界线3会延长。径向靠内的界线2的缩短基本上是这样完成的，即由两个相邻的定子齿13限定的槽口12沿切线方向被缩小。

如图所示，空隙7消失了。在竖绕时产生的变形之后，两个侧壁8、9贴在一起并形成一个微小的气隙14，该气隙在相当精确地制成侧壁8、9时在磁性上相当于一个厚度为1/100毫米数量级的气隙。因此，必须如此设计电机的尺寸，一个在由条带1形成的定子和未详细示出的转子之间构成的气隙略有缩小。在这里，这种缩小零点几毫米范围内。

对于所述定子片来说，留有一个几毫米如4mm的可变形区域，在竖绕时必须使该区域变形。在这样的变形时，实际上不产生负面作用。

在图2所示的条带1的卷绕状态中，每个空隙7的两个侧壁8、9处于径向线中。这样，一方面，在制造条带1时产生某种对称。另一方面，微小的气隙14就磁性来说被尽量有利的定位。与对准径向的磁场相比，该气隙实际上没有产生附加阻力。

图3表示一个用于转子的条带21，它处于展开即未竖绕的状态。在此也能看到具有侧壁28、29的空隙7和一个扩宽部30。当条带竖绕时，侧壁28、29贴合，从而产生一个与图2所示相似的情况。在径向靠外的界线23上可看到浅的凹点34，它们布置在空隙27区域内。

条带21具有一条径向靠内的界线22和一径向靠外的界线23。空隙27从径向靠内的界线22开始。径向靠内的界线22已能具有一定的径向朝外的拱起，以便进一步减小在竖绕时所需的变形。

从径向靠外的界线23起，径向向外地伸出接片31。接片31借助连接片32彼此相连。接片31和连接片32同条带21一起围出一个腔33，当条带21竖绕时，便可将永磁体推入到该腔中，以便产生一个永磁体激励型电动机的转子。连接片32则机械固定着未详细示出的永磁体，从而使该电机也能以较高转速运转。

连接片32在未卷绕状态中向内拱起。对于用虚线表示的连接片32’而言，这被夸大示出了。当条带21竖绕时，连接片32由于因拱起而提供的材料余量而能够变形，而不必使它过度地伸长或展开。

Claims (8)

1.电机，它有一叠片组，该叠片组具有至少一个竖绕的并由导磁性材料做成的条带并且该条带有一径向靠内的界线和一径向靠外的界线，其特征在于：该条带(1，21)在伸展状态下具有三角形的空隙(7，27)，这些空隙从该径向靠内的界线(2，22)开始并且它们的从该界线(2，22)开始的侧壁(8，9；28，29)如此相对倾斜，即这些侧壁在该条带(1，21)竖绕的状态下贴靠在一起。

2.按权利要求1所述的电机，其特征在于：这些侧壁(8，9；28，29)在该条带(1，21)的竖绕状态下贴在该叠片组的径向线上。

3.按权利要求1或2所述的电机，其特征在于：这些空隙(7)分别起始于一个槽(4)的底(6)。

4.按权利要求1至3中的任一项所述的电机，其特征在于：该空隙(7，27)在其顶尖处有一个扩宽部(10，30)。

5.按权利要求1至4中的任一项所述的电机，其特征在于：该叠片组在这些空隙(7，27)的区域里在其外周面上具有多个凹点(11，34)  。

6.按权利要求1至5中的任一项所述的电机，其特征在于：该叠片组被构造成转子形式，从该条带(21)的径向靠外的界线(23)起，多个(31)径向朝外伸出，这些接片在其径向靠外的端部上通过一些连接片(32)彼此连接。

7.按权利要求6所述的电机，其特征在于：这些连接片(32)在展开状态下具有径向拱起的形状。

8.按权利要求7所述的电机，其特征在于：所述径向拱起沿径向向内。

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